【JP007】数控铣床自动装卸料气动机械手PLC控制设计[PLC类][C]
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共52页)
编号：671053
类型：共享资源
大小：1.71MB
格式：RAR
上传时间：2016-06-21
上传人：棒***
认证信息
个人认证
康**（实名认证）
湖北
IP属地：湖北
50
积分
- 关 键 词：
-
jp007
数控
铣床
自动
装卸
气动
机械手
plc
控制
节制
设计
- 资源描述：
-
【JP007】数控铣床自动装卸料气动机械手PLC控制设计[PLC类][C],jp007,数控,铣床,自动,装卸,气动,机械手,plc,控制,节制,设计
- 内容简介：
-
山东大学 毕业设计（论文） 题 目： 数控铣床自动装卸料气动机械手制设计 专 业： 机电一体化工程 学 生： 准考证号： 指导老师： _ _ 毕业设计（论文）时间： 年 月 日 年 月 日 山东大学本科生毕业设计（论文） 摘 要 在工业上，自动控制系统有着广泛的应用，如工业自动化机床控制，计算机系统，机器人等。而工业机器人是相对较新的电子设备，它正开始改变现代化工业面貌。机械手是机器人的操作机，是机器人完成各种任务的执行机构。 本文主要针对生产线上的自动化设计了一个四自由度搬运机械手，实现生产的自动化。减轻了工人的劳动强度，提高了劳动生产率。 该机械手采用 电机 驱动，实现了伸缩、升降、旋转、夹紧等动作。为了 实现 这些动作，采用 逐个 部件设计，分别实现这些动作。 最后 各个部件的独立运动 协调起来 ，形成了一 个有规则 的 运动系统。各个部件的联接， 控制系统采用 制，程序用 T 形图编写 。 关键词 ： 四自由度 ， 工业机器人 山东大学本科生毕业设计（论文） In a of as is it is to of is is a on of of a of of In to of of LC a of a a a of 目 录 第 1 章 绪论 . 1 设计背景 . 1 设计的目的及意义 . 1 第 2 章 总体方案的设计及论证 . 4 齿轮传动比的计算 . 4 第 3 章 齿轮传动比计算 . 6 提升机构滚珠丝杠螺母副的计算及选型 . 6 伸缩机构滚珠丝杠的计算及选型 . 11 第 4 章 电动机的计算和选型 . 15 直流电动机的选型 . 15 山东大学本科生毕业设计（论文） 步进电动机概述 . 19 步进电机的计算及选型 . 21 伸缩机构步进电机的计算及选型 . 26 第 5 章 接近开关及限位开关的选型 . 31 接近开关的工作原理及选型 . 31 限位开关的工作原理及选型 . 34 第 6 章 机械手 制系统设计 . 34 基本概念 . 34 生和发展 . 34 基本结构和 工作原理 . 37 分类、技术指标及主要功能 . 41 特点、应用场合及发展趋势 . 43 编程语言及外部接线图设计 . 45 控制系统梯形图设计 . 49 结 论 . 50 致 谢 . 51 参考文献 . 52 山东大学本科生毕业设计（论文） 一章 绪 论 计背景 随着科技的发展，如何以高质量、低成本、快速反应的手段在市场中取得生存和发展，已是我国企业不容回避的问题。工业机器人是机械技术、电子技术与计算机技术有机结合在一起形成的一种机电一体化的产品，从其诞生起就受到人们的关心与重视。经过几十年的发展，目前工业机器人技术已经很成熟。工业机器人已从最初解决劳动密集型工业中单调、重复的体力劳动发展到满足制造业自动化规模生产需要的工作。其应用领域不断扩大，从最初主要应用于汽车工业发展到现在涉及制造业的各个行业。这使得制造业进入了一个新的发展阶 段。 随着经济全球化和我国加入 国制造业面临着与国际接轨、参与国际竞争的局面。如何适应快速变化的国内外市场需求，这为工业机器人的应用提供了大的市场，促使中国工业机器人的应用市场日趋成熟。 计目的及意义 计目的 机器人与机床相结合，解决了工件自动上下料搬运问题，致使机床得以无人化 24 小时连续运转。例如本论文设计的铣床四自由度上卸料机械手，适宜加工金属材料为铝镁合金、铜、铅、铸铁等。可以代替至少 2 个工人的工作量。随着社会的不断发展和进步，劳动力的成本越来越高，对环保及安全的要求 也越来越严，所以工业机器人的应用必会给我国工业的山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 2 - 发展带来巨大的推动。而且，由机器人干出的工件精度高，速度快。这样既保证了工人的安全，节省了劳动力，降低了成本，提高了劳动生产率。 计意义 工作单元还可以配备各种上料方式：如带视频装置可抓取随机摆放的工件，或以旋转台摆放，或以传送带摆放等等。 作单元可以处理的最大负荷为 120/1503 小时编程时间缩减为 15 分钟，为小批量多品种的工件提供最好的解决方案。随着社会的不断发展和进步，由机器人干出的工件，譬如说打磨，其 零件的一致性肯定比人工来得好，因此欧洲有些名牌汽车制造商甚至对某些零件的某些工步，规定必须由机器人来操作。由此看来，工业机器人在机床上的应用会越来越广。 如果说 20 世纪 90 年代机床创新的最大成就是发明并联机床的话，那么当今工业机器人在机床上的应用已成为发展的一大趋势。 经过近十年的努力，我国在工业机器人应用工程的开发方面已具有了相当的实力，已有一支了解企业需求，能开发出符合实际使用条件，成本低，服务及时，具备与国外公司竞争的队伍，因此要加强工业机器人应用工程的开发，并围绕应用工程的需要进行工业机器人新产 品的开发，使之具有一定规模化生产能力，这样可以促进我国企业的技术进步和提高竞争力，同时工业机器人的应用也形成具有一定规模的产业。但是，我国工业机器人在总体技术上与国外先进水平相比还有很大差距，仅相当于国外九十年代中期的水平。 目前工业机器人的生产规模仍然不大，多数是单件小批生产，关键配套的单元部件和器件始终处于进口状态，工业机器人的性价比较低。我国整体装备制造水平不高，制约了我国工业机器人产业的形成和实现规模化的发展。尽管中国工业机器人的需求在逐年增加，但要山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 3 - 能为用户提供高质价廉的工业机器人商品，目前在我国尚 有较长的路程。 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 4 - 第二章 总体方案的设计及论证 轮传动比的计算 齿轮是机器中很重要的部件，它几乎是机器的象征。只要一看到齿轮，我们就会联想到机器。在这一章，我们将 学习齿轮传动比的计算。 齿轮传 动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动 。 升机构齿轮箱传动比计算 已经确定提升机构脉冲当量 ，滚珠丝杠导程 6， 初选步进电机步距角 可计算出传动比 可选定齿轮齿数为： 25121 缩机构齿轮箱传动比计算 已经确定提升机构脉冲当量 ，滚珠丝杠导程 4, 初选步进电机步距角 计算出传动比 可选定齿轮齿数为： 20121 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 5 - 表 2传动齿轮几何参数 齿数 24 25 20 12 150 60 20 分度圆 d=8 50 40 24 300 120 40 齿顶圆 a 52 54 44 28 304 124 44 齿根圆 f 43 45 35 19 105 115 35 齿宽 6 10m 20 20 12 12 20 20 20 中心距 21 98 64 420 160 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 6 - 第三章 滚珠丝杠螺母副的选型 滚珠丝杠螺母副的设计首先要选择结构类型，确定滚珠循环方式，滚珠丝杠副的预紧方式。结构类型确定以后，再计算和确定其他技术参数，包括：公称直径0d,导程，滚珠丝杠的工 作圈数，列数，精度等级等。 滚珠的循环方式可分为外循环和内循环两大类，外循环又分为螺旋槽式和插管式。 滚珠丝杠副的预紧方法有：双螺母垫片式预紧，双螺母螺纹式预紧，双螺母齿差式预紧，单螺母变导程预紧，以及过盈预紧等。 升机构滚珠丝杠螺母副的计算及选型 计算进提升率引力 作用在丝杠上的提升率引力主要包括工作在上升时移动件的重量及其作用在导轨上的摩擦力。因而其数值大小和导轨的型式有关。 算公式如下： 矩形导 轨： G G2 G、 G 水平 工作台重力； K 考虑颠覆力矩影响的实验系数 在正常情况下， f、K 可取以下数值： 矩形导轨 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 7 - 燕尾导轨 三角形或综合导轨 上列摩擦系数 f 指滑动导轨。 设计的铣床自动装卸料机械手的最大抓取重量 1G 为 5机械手伸缩机构总重量 2G 5，水平机构工作台重量3G 5提升机构工作臂重量 4G 5。 显然在最底点上升时丝杠受力最大，此时 321x 4321z 43210x o 此设计中选用矩形导轨 代入以上数据可得 算最大动负载 选用滚珠丝杠副的直径0必须保证在一定轴向负载作用下，丝杠在回转 100万转后，在它的滚道上不产生点蚀现象，这个轴向负载的最大值即称为滚珠丝杠能承受的最大动负载 C，可用下式计算： 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 8 - 式中 L 寿命，为 610 转为一个单位， 61060 n 丝杠转速， 用下式计算 0最大负载条件下的进给速度 用寿命， (h)，一般 T=15000h； 表 3 3运转状态 运转系数 无冲击运转 般运转 冲击运转 设计的最大负载条件下的进给速度为 丝杠导程初选 5，运转状态为一般运转 ， m 0 05 121 0 0 0 0 0n 0 s 500024006010606 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 9 - 珠丝杠螺母副的选型 查阅数控机床课程设计指导书，可采用 1 列 外循环螺纹预紧滚珠丝杠螺母副，额定动载荷为 8800N，可满足要求，选定精度等级为 3级。 动效率的计算 滚珠丝杠螺母副的传动效率 ： 丝杠螺旋长升角；取 3340 摩擦角，滚珠丝杠螺母副的滚动摩擦系数 ，其摩擦角约等于 01 。 9 6 34t an t 0 度验算 先画出提升机构丝杠支承方式草图如图 3示。最大牵引力为 承间距为600 ，丝杠螺母及轴承均进行预紧，预紧力为最大轴向负载的 13 。 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 10 - 图 3（ 1） 丝杠拉伸或压缩变形量1查数控机床课程设计指导书，根据 ， 20查出 5L ，可算出： 8 由于两端均采用向心推力球轴承，且丝杠又进行了 预拉伸，故其拉压刚度可以提高 4倍，其实际变形量 1 ： 11 （ 2） 滚珠与螺纹滚道间的接触变形2查数控机床课程设计指导书， 1W 系列 1列 ： 因进行了预紧，所以 （ 3） 支承滚珠丝杠轴承的轴向接触变形 采用 8102推力球轴承，滚动体直径 滚动体数量 Z =12， ， 3 2 2 代入数据可得 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 11 - 因施加预紧力，故 根据以上计算 5 6 小于定位精度，符合要求。 伸缩机构滚珠丝杠副的计算及选型 计算进伸缩率引力 用在丝杠上的伸缩率引力主要包括工作在伸缩移动件 的重量及其作用在导轨上的摩擦力。 m 式中 f 为滑动摩擦系数， 计算最大动负载 C 选用滚珠丝杠副的直径0须保证在一定轴向负载作用下，丝杠在回转 100万转后，在它的 滚道上不产生点蚀现象，这个轴向负载的最大值即称为滚珠丝杠能承受的最大动负载 C，可用下式计算： 式中 命，为 610 转为一个单位， 61060 n 丝杠转速， 用下式计算 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 12 - 0最大负载条件下的进给速度 用寿命， (h)，一般 T=15000h 该设计的最大负载条件下的速度为 丝杠导程初选 4，运转状态为一般运转 ， m 0 04 61 0 0 0 0 0n 0 s 5 0 0015006010606 代入数据可得 滚珠丝杠螺母副的选型 可采用 1 列 3 圈外循环螺纹预紧滚珠丝杠螺母副，额定动载荷为 395N，可满足要求，选定精度等级为 3级。 动效率的计算 滚珠丝杠螺母副的传动效率 ： 丝杠螺旋长升角；取 5270 摩擦角，滚珠丝杠副的滚动摩擦系数 ，其摩擦角约等于 01 。 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 13 - 27t an t 0 度验算 先画出提升机构丝杠支承方式草图如图 3 3最大牵引力为 承间距为 460 ，丝杠螺母及轴承均进行预紧，预紧力为最大轴向负载的 13。 由于牵引力很小无需进行刚度验算。 表 32005 珠丝杠几何参数 名称 符号 纹 公称直径 0d 20 10 导程 0 接触角 3340 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 14 - 滚 道 钢球直径 （ 3 175 滚道法面半径 R 1 651 偏心距 e s 0 045 螺纹升角 00 3340 5270 螺 杆 螺杆外径 d q0 19 4 螺杆内径 1d 21 16 788 螺杆接触直径 16 835 螺 母 螺母螺纹直径 D 2 23 212 螺母内径 1D 50 20 635 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 15 - 第四章 电动机的计算与选型 流电动机的选型 回转机构直流电动机的选型 标准电机 6W 尺寸 60 60机型号 /性能 型号 输出功率 W 电压 V 频率 流 A 额定转速 r/动转矩m 额定转矩m 运行电容 齿轮轴 圆轴 600 单相110 50 200 38 50 350V 60 500 40 40 600 单相220 50 200 38 50 00V 60 500 40 40 减速箱减速比 /性能对照表 减速比 3 6 0 5 20 25 50速r/16 300 250 200 150 120 100 75 60 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 16 - n 额定转矩N m 0速r/00 500 360 300 240 180 144 120 90 72 额定转矩N m 续） 减速比 30 36 50 60 75 90 100 120 150 180 50速r/7 30 25 20 17 15 0 东大学本科生毕业设计（论文 ） - 17 - n 额定转矩N m 0速r/0 50 36 30 24 20 18 15 12 10 额定转矩N m ： 旋转方向相反，白色框相同。 由于本设计需求的电动机力矩不大，所以在设计中我们选取 6 腰部回转机构直流电机的选型 目前市场上的型号如下： 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 18 - 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 19 - 在本设计中我们选用 90 进电动机概述 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上 步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。 虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此 用好 步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。 感应子式步进电机特点 感应子式步进电机与传统的反应式步进电机相比，结构上转子加有永磁体，以提供软磁材料的工作点，而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能，因此该电机效率高，电流小，发热低。因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼作用山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 20 - 比较好，使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。感应子式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。一个四相电机可以作四相运行，也可以作二相运行。（必须采用双极 电压驱动），而反应式电机则不能如此。例如：四相，八相运行（ 全可以采用二相八拍运行方式 =A ,D=B 功率电机一般直接接为二相，而功率大一点的电机，为了方便使用，灵活改变电机的动态特点，往往将其外部接线为八根引线（四相），这样使用时，既可以作 四相电机使用，可以作二相电机绕组串联或并联使用。 动控制系统组成 步进电机的运行要有一电子装置进行驱动 , 这种装置就是步进电机驱动器 , 它是把控制系统发出的脉冲信号 ,加以放大以驱动步进电机。步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比，控制步进脉冲信号的频率，可以对电机精确调速；控制步进脉冲的个数，可以对电机精确定位。 典型的步进电机驱动控制系统主要由三部分组成： 1. 步进控制器，由单片机实现。 2驱动器，把单片机输出的脉冲加以放大，以驱动步进电机。 3步进电机。 现以三相六拍为例： 步序 控 制 位 C B A 控制模型 6 4 2 0 A 1 1 1 1 1 0 0 1 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 21 - 1 1 1 1 0 1 1 B 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 C 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 以上为步进电机正转时的控制顺序及数学模型。因此，步进驱动控制器实际上就是按上述的控制方式所规定的顺序送脉冲序列，即可实现驱动步进电机三相 六拍方式的转动。输入顺序脉冲序列的速率就是步进电机的速率。 使用、控制步进电机必须由环形脉冲，功率放大等组成的控制系统 功率放大是驱动系统最为重要的部分。步进电机在一定转速下的转矩取决于它的动态平均电流而非静态电流（而样本上的电流均为静态电流）。平均电流越大电激励矩越大，要达到平均电流大这就需要驱动系统尽量克服电机的反电势。因而不同的场合采取不同的的驱动方式，到目前为止，驱动方式一般有以下几种：恒压、恒压串电阻、高低压驱动、恒流、细分数等。 进电机的计算及选型 提升机构步进电机的计算 及选型 （ 1） 等效转动惯量计算 传动系统折算到电机轴上的总的转动惯量 2 可由下式进行计算： 2山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 22 - 式中 步进电机转子转动惯量 2 ; 1J ,2J Z ， 2Z 的转动惯量 2 ； 丝杠转动惯量 2 ； 参考数控机床，初选反应式步进电机 130 2 0 . 0 5 222 . 4100 . 7 8 7 8J 4 2 0 . 0 6 122 . 5100 . 7 8 7 8J 4 2 0 9602100 J 4 298 代入上式 ： 2可得 J =2 考虑步进电机与传动系统惯量匹配问题。 0 95 4 满足惯量匹配的要求。 （ 2） 电机力矩的计算 机械手在不同 的工况下，所需转动力矩不同，下面分别按各阶段进行计算。 1 快速空载起动力矩起M。 在快速空载起动阶段，加速力矩占的比例较大，具体计算公式如下： 0fa m a x 起山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 23 - a a xa m a 60上式中 传动系统折算到电机轴上的总等效转动惯量 2 - 电机最大角加速度 2 p脉冲当量 步b0 s 60 0 a a xa m a 代入上式可得 a m a x 摩擦力矩 f 0f 上式中 N) 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 24 - f ， f N） 轮降速比，按 12算 - 传动链总效率，一般取 1 0 . 1 5 1 0 9 . 82 折算到电机上的摩擦力矩 f 8 41 . 0 40 . 83 . 1 42 0 . 67 . 3 50f 附加摩擦力矩0M 200 式中 般取为进给率引力 0滚珠丝杠未预紧时的传动效率，一般取 200 20120 代入数据可得 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 25 - 0M 折算到电机轴上的轴向负载力矩 式中 N 5 5 5 t = 5 6 上述三项合计： 0fa m a x 2 快速起动所需力矩快M f 3 最大负载所需力矩负M 负山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 26 - 从上面计算可以看出，起M，快M，负快速空载起动所需力矩最大，以此项作为初选步进电机的依据。 从数控机床课程设计指导书，当步进电机为五相十拍时 m a 最大静力矩 此静力矩查出， 130大静转距为 ，大于所需最大静转矩，可作为选定型号。 缩机构步进电机的计算及选型 效转动惯量计算 动系统折算到电机轴上的总的转动惯量 2 可由下式进行计算： 2式中 步进电机转子转动惯量 2 ； 1J ,2J Z ， 2Z 的转动惯量 2 ； 2 ； 参考数控机床，初选反应式步进电机 130 2 0 . 0 0 3 221 . 2100 . 7 8 7 8J 4 2 0 . 0 2 422100 . 7 8 7 8J 4 2 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 27 - 0 5451100 J 4 298 代入上式： 2 可得 J =2 考虑步进电机与传动系统惯量匹配问题。 0 0 30 5 满足惯量匹配的要求。 机力矩的计算 机械手在不同的工况下，所需转动力矩不同，下面分别按各阶段进行计算。 1、 快速空载起动力矩起M。 在快速空载起动阶段，加速力矩占的比例较大，具体计算公式如下： 0fa m a x 起 a a xa m a 60上式中 传动系统折算到电机轴上的总等效转动惯量 2 - 电机最大角加速度 2 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 28 - p脉冲当量 步b0 s 60 0 a a xa m a 代入上式可得 a m a x 摩擦力矩 f 0f 上式中 N) f ， f N） 轮降速比，按 12算 - 传动链总效率，一般取 1 0 . 1 5 1 0 9 . 82 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 29 - 折算到电机上的摩擦力矩 f 3 51 . 6 70 . 83 . 1 42 0 . 47 . 3 50f 附加摩擦力矩0M 200 式中 般取为进给率引力 0滚珠丝杠未预紧时的传动效率，一般取 200 20120 代入数据可得 0M 折算到电机轴上的轴向负载力矩 上述三项合计： 0fa m a x 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 30 - 2 快速起动所需力矩快M f 3 最大负载所需力矩负M 从上面计算可以看出，起M，快M，负快速空载起动所需力矩最大，以此项作为初选步进电机的依据。 从数控机床课程设计指导书查出，当步进电机为三 相六拍时 m a 最大静力矩 此静力矩查出， 130大静转距为 ，大于所需最大静转矩，可作为选定型号。 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 31 - 第 五章 接近开关及限位开关的选型 接近开关的工作原理及选型 近开关概述 电感式接近开关由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式检测目的 接近传感器可以在不与目标物实际接触的情况下检测靠近传感器的金属目标物。根据操作原理，接近传感器大致可以分为以下三类：利用电磁感应的高频振荡 型，使用磁铁的磁力型和利用电容变化的电容型。 （ 1） 高频振荡型接近传感器的工作原理 电感式接近传感器由高频振荡、检波、放大、触发及输出电路等组成。振荡器在传感器检测面产生一个交变电磁场，当金属物体接近传感器检测面时，金属中产生的涡流吸收了振荡器的能量，使振荡减弱以至停振。振荡器的振荡及停振状态，转换为电信号通过整形放大后转换成二进制的开关信号，经功率放大后输出。下面为详细介绍： 1、通用型接近传感器的工作原理 振荡电路中的线圈 L 产生一个高频磁场。当目标物接近磁场时，由于电磁感应在目标物中产生一个感应电流（ 涡电流）。随着目标物接近传感器，感应电流增强，引起振荡电路中的负载加大。然后，振荡减弱直至停止。传感器利用振幅检测电路检测到振荡状态的变化，并山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 32 - 输出检测信号。 振幅变化的程度随目标物金属种类的不同而不同，因此检测距离也随目标物金属的种类不同而不同。 （ 2） 所有金属型传感器的工作原理 所有金属型传感器基本上属于高频振荡型。和普通型一样，它也有一个振荡电路，电路中因感应电流在目标物内流动引起的能量损失影响到振荡频率。目标物接近传感器时，不论目标物金属种类如何，振荡频率都会提高。传感器检测到这个变化并输出检测信号 。 （ 3） 有色金属型传感器工作原理 有色金属传感器基本上属于高频振荡型。它有一个振荡电路，电路中因感应电流在目标物内流动引起的能量损失影响到振荡频率的变化。当铝或铜之类的有色金属目标物接近传感器时，振荡频率增高；当铁一类的黑色金属目标物接近传感器时，振荡频率降低。如果振荡频率高于参考频率，传感器输出信号。 要技术参数 （ 1） 动作距离测定 ;当动作片由正面靠近接近开关的感应面时，使接近开关动作的距离为接近开关的最大动作距离，测得的数据应在产品的参数范围内。 （ 2） 释放距离的测定 ;当动作片由正面离 开接近开关的感应面，开关由动作转为释放时，测定动作片离开感应面的最大距离。 （ 3） 回差 H 的测定 ;最大动作距离和释放距离之差的绝对值。 （ 4） 动作频率测定 ;用调速电机带动胶木圆盘，在圆盘上固定若干钢片，调整开关感应面和动作片间的距离，约为开关动作距离的 80%左右，转动圆盘，依次使动作片靠近接山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 33 - 近开关，在圆盘主轴上装有测速装置，开关输出信号经整形，接至数字频率计。此时启动电机，逐步提高转速，在转速与动作片的乘积与频率计数相等的条件下，可由频率计直接读出开关的动作频率。 （ 5） 重复精度测定 ;将动作片固定在量具上，由 开关动作距离的 120%以外，从开关感应面正面靠近开关的动作区，运动速度控制在 s 上。当开关动作时，读出量具上的读数，然后退出动作区，使开关断开。如此重复 10 次，最后计算 10 次测量值的最大值和最小值与 10 次平均值之差，差值大者为重复精度误差 . 近开关的选型 在本设计中我们选用 非埋入式 埋入式 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 34 - 限位开关的工作原理及选型 行程开关 又称 限位开关 ，用于控制 机械设备 的行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产 机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的 电器 ，它的作用原理与按钮类似。行程开关广泛用于各类 机床 和 起重机 械，用以控制其行程、进行终端限位保护。在 电梯 的控制电路中，还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限 位，轿厢的上、下限位保护。 在本设计中伸缩机构限位开关我们选用交叉滚轮柱塞型接近开关，提升机构限位开关我们选用滚轮连杆型限位开关。 交叉滚轮柱塞型接近开关 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 35 - 滚轮连杆型限位开关 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 36 - 第六章 机械手 制系统设计 可编程控制器，简称 是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。 1987 年国际电工委员会 (布的 了如下定义：“ 一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。” 现代社会要求生产厂家对市场的需求做出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。老式的继电器控制系统已无法满足这 一要求，迫使人们去寻找一种新的控制装置取而代之。 20世纪 60年代末期，美国汽车工业竞争激烈，为了适应生产工艺不断更新的需求， 1968年，美国通用汽车公司 (适应汽车型号的不断翻新，并设想把计算机功能的完备、灵活通用和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，用面向控制过程、面向用户的“自然语言”编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。 1969年美国数字设备公司 ( 台 在 得成功。山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 37 - 从此，这项新技术便迅速发展起来。 1971年日本从美国引进了该项新技术，很快就研制出了日本第 1台 1973 1974年，德国和法国也相继研制出了自己的第 1台 国从 1974年开始研制， 1977年应用于工业生产。 限于当时的元器件条件和计算技术的发展水平，早期的 1969 1973年是 这个时期， 靠性比以往的继电 器控制系统有较大提高，灵活性也有所增强。 1974 1977年是 逐步趋向系列化和实用化，普遍应用于工业生产过程控制。 始具备自诊断功能。 1978个时期， 向多微处理器发展，使 1984年后， 台 软件方 面有的已与通用计算机系统兼容。编程语言除了传统的梯形图、流程图语句表外，还有用于算术的 于机床控制的数控语言等。在人机接口方面，采用了现实信息等更多直观的 全代替了原来的仪表盘，使用户的编程和操作更加方便灵活。 山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 38 - 基本结构 输 入输出的变换就是信息处理，当今世界最常用的是微机处理技术。 机技术，使其专门化 物理实现要求 应于工业现场，输出应放大到工业控制水平，能为实现控制系统方便使用，即 I/内部结构框图如图所示： 工作原理 两种基本的工作状态，即运行状态（ 停止状态（ 态。 文 ） - 39 - (作模式时，反复不停地重复执行图所示的 5个阶段的任务；在停止 (作模式时，只执行上面两个阶段任务。 称为扫描循环 ( 在内部处理阶段， 在通信服务阶段， 程器和别的智能装置的通信。响应通信命令，更新编程器的显示内容。 在 来存放输入信号和输出信号的状态，它们分别称为输入映像寄存器和输出映像寄存器。 们统称为元件映像寄存器。 在输入处理阶段， 开状态读入并输入映像寄存器。外部输入电路接通时，对应的输入映像寄存器为 1状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点接通，常闭触点断开，反之亦反。 在程序执行阶段，即使外部输入电路的状态发生了变化，输入映像寄存器的状态也不会随之而变，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入。 令在存储器中顺序排列。在没有跳转指令时， 条顺序地执行用户程序，直到用户程序结束。执行指令时，从元件映像寄存器中将有关编程元件的 0 1状态读出来，并根据指令的要求执行相应的逻辑运算，最后的运算结果写入到线圈或输出类指令对 应的元件映像寄存器中。因此，各编程元件的映像寄存器（输入映像寄存器除外）的内容随着程序的执行而变化。 在输出处理阶段， 形图中某一输出继电山东大学本科生毕业设计（论文 ） - 40 - 器的线圈 “通电”时，对应的输出映像寄存器为 1状态，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈通电，其常开触点闭合，使外部负载通电
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号